滴灌模式和保水剂对小粒咖啡生长调控及节水效应

为了探讨热带特色经济作物云南小粒咖啡的节水高效生产模式,通过3种滴灌模式(常规滴灌、交替滴灌和固定滴灌)和2个保水剂水平(有保和无保)的完全组合试验,研究灌水方式和保水剂对小粒咖啡生理生态、生物量积累及水分利用效率的影响.结果表明:与常规滴灌相比,交替滴灌和固定滴灌的叶绿素、脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量均大幅提高;交替滴灌的根系活力显著提高,而固定滴灌的根系活力减小.交替滴灌能使小粒咖啡减少耗水量32.07%,提高水分利用效率29.87%.施用保水剂的叶片脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量减小,而生物量积累和水分利用效率分别增大24.81%和33.03%.与常规滴灌不加保水剂相比,交替滴灌配施保水剂能显著提高小粒咖啡叶绿素、根系活力和可溶性糖含量,而减少丙二醛和脯氨酸累积,同时增加总生物量13.80%,提高水分利用效率73.41%.因此,交替灌溉配施保水剂是一种小粒咖啡适宜的节水综合调控措施.     

水氮耦合下小粒咖啡幼树生理特性与水氮利用效率

为探明经济热作小粒咖啡幼树的水氮精准管理模式,研究了4个灌水水平(WS,75%~85%田间持水量;WH,65%~75%田间持水量;WM,55%~65%田间持水量;WL,45%~55%田间持水量)和4个施氮水平(NH,0.60 g/kg;NM,0.40 g/kg;NL,0.20 g/kg;NZ,0 g/kg)对小粒咖啡幼树生理特性及水氮吸收利用的影响。结果表明:与WL相比,增加灌水使叶绿素、类胡萝卜素、丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量分别降低5.8%~15.5%、6.0%~14.4%、14.2%~30.3%、27.6%~60.0%和22.6%~57.5%,使根系活力和水分利用效率分别提高15.8%~63.8%和21.6%~29.6%,降低土壤硝态氮均值21.5%~36.2%。与NZ相比,增加施氮使丙二醛降低23.8%~49.8%,叶绿素、类胡萝卜素、脯氨酸、可溶性糖、根系活力和水分利用效率分别提高49.0%~88.4%、21.9%~60.9%、509%~703%、20.7%~52.3%、23.5%~41.8%和21.6%~53.9%,同时土壤硝态氮均值增加2.73~14.44倍。NZ和NL时氮素吸收总量与灌水量显著正相关;NM和NH时水分利用效率和氮素吸收总量均随灌水量先增后减。不同灌水条件下,水分利用效率、氮素吸收总量均与施氮量呈显著二次曲线关系。NMWH组合的水分利用效率最大,同时NM和NH处理的氮素表观利用效率和氮素吸收效率最大,因此NMWH为水氮高效利用组合。     

不同年代冬小麦品种水分利用效率差异分析

通过田间试验对黄淮地区不同年代代表性冬小麦品种的需水特性、产量组成及水分利用效率进行了研究。结果表明,虽然不同年代冬小麦品种的耗水量存在一定的波动,但基本上保持稳定。在低水、中水和高水条件下,各品种耗水量的平均值分别为289.40、357.64、402.70mm。与20世纪50—60年代的品种相比,现代冬小麦品种的籽粒产量能提高53%(低水)、78%(中水)和46.6%(高水),水分利用效率(WUE)则分别提高了45.6%(低水)、63.4%(中水)和57.8%(高水)。在耗水量基本保持稳定的实际情况下,产量水平提高是不同年代冬小麦品种WUE提高的主导因素。     

水、氮和保水剂对小粒咖啡水氮利用的影响

为探求小粒咖啡幼树的最佳水氮管理及高效利用模式,通过2种灌水水平（中水（WM,65%～80%FC）和低水（WL,50%～65%FC））、3种施氮水平（高氮（NH,0.40g/kg）,低氮（NL,0.20g/kg）和无氮（Nz,0））和2种保水剂水平（有保（SH,1kg/m^3）和无保（SZ,0））的完全处理组合,研究灌水、氮素营养及保水剂对小粒咖啡幼树根区土壤水氮累积、干物质生产和水氮吸收利用的影响.研究表明：和WL相比,WM提高总干物质量、水分利用率、氮素吸收总量和氮素干物质生产效率分别为86.0%,36.4%,73.1%和5.3%.和NZ相比,NL和NH提高水分利用率和氮素吸收总量的效果基本相同.和SZ相比,SH提高土壤硝态氮质量比、总干物质量、水分利用率和氮素吸收总量分别为21.9%～43.0%,78.3%,68.9%和91.2%,而降低氮素干物质生产效率10.0%.在中等供水（65%～80%FC）和低氮（NL,0.20g/kg）条件下,配施保水剂能有效调控土壤水氮供给状况,促进干物质生产和提高水氮利用效率.因此,在本试验条件下,有利于小粒咖啡水氮高效利用的最优试验组合为WM NL SH.     

不同土壤水分条件下甘蔗生理动态变化研究

研究不同土壤水分条件下甘蔗生理动态变化,从生理角度探讨甘蔗各个生育期适宜的土壤水分含量。在甘蔗幼苗期、分蘖期、伸长期、成熟期设置不同程度的土壤相对含水量处理,研究不同水分条件下甘蔗根系活力、自由水、束缚水、叶绿素、丙二醛、脯氨酸等生理指标的变化情况。结果发现,幼苗期土壤相对含水量为55%时根系活力、自由水含量最高;分蘖期土壤相对含水量为70%时自由水、叶绿素含量最高;伸长期土壤相对含水量为80%时根系活力、叶绿素含量最高,低于60%时丙二醛、脯氨酸含量大幅上升;成熟期土壤相对含水量低于50%时蔗叶遭受旱害,丙二醛、脯氨酸含量显著升高。可见,前期适当控水有利于甘蔗生长发育,中后期应注意灌溉,防止干旱胁迫。     

限量灌溉和遮阴对干热区小粒咖啡生长、光合及产量的影响

为了探明云南干热河谷区小粒咖啡高产的灌溉和遮阴优化模式,设置了3个灌水处理(高水WH,中水WM和低水W_L)和4个遮阴处理(S_H,遮阴度95%;S_M,遮阴度75%;S_L,遮阴度55%;S0,自然光照),研究了不同的灌水和遮阴对小粒咖啡生长、光合特性日变化、叶片水分利用效率、叶片光能利用效率和产量的影响.结果表明,与W_L相比,增加灌水分别提高了株高和新枝长度5.60%~12.39%和10.83%~19.50%,叶片水分利用效率、叶片光能利用效率和干豆产量分别提高了16.98%~36.79%,61.64%~121.95%和47.27%~120.76%.与S0相比,S_L的日均净光合速率、气孔导度、叶片水分利用效率、叶片光能利用效率和干豆产量分别增大了5.85%,10.80%,6.64%,28.51%和20.05%.与W_LS0相比,增加灌水和遮阴,能同时增大叶片水分利用效率、叶片光能利用效率和干豆产量13.94%~44.47%,7.96%~231.04%和44.55%~143.41%,处理W_HS_L的干豆产量最大,为6 131.84 kg/hm~2.因此,从最佳产量角度考虑,干热区小粒咖啡的水光耦合模式为W_HS_L组合.     

植物生长营养液对干旱期及复水后马铃薯渗透调节物质的影响

基于盆栽试验,研究了3种水分条件及复水后植物生长营养液对马铃薯叶片及根系渗透调节能力的影响。结果表明,不同水分胁迫程度及复水条件下,喷施植物生长营养液均能提高马铃薯叶片和根系渗透调节物质,与CK相比,叶片游离脯氨酸增加了8.05%~21.35%,根系游离脯氨酸增加了4.04%~18.37%;叶片可溶性糖增加了12.93%~20.12%,根系可溶性糖增加了10.76%~28.36%;叶片可溶性蛋白增加了6.22%~14.12%,根系可溶性蛋白增加了1.17%~6.54%,马铃薯产量增加了3.19%~7.55%。水分胁迫下植物生长营养液对马铃薯叶片和根系渗透调节物质的影响大于正常供水,且显著提高重度水分胁迫下马铃薯产量。     

旱后复水对冬小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响

【目的】探索冬小麦旗叶生理特性等指标对不同水分调控的响应过程。【方法】通过防雨棚测坑试验,研究了不同水分处理(抽穗扬花期设置充分供水(CK)、轻度和重度水分胁迫,灌浆成熟期恢复正常供水)对冬小麦旗叶脯氨酸质量分数、可溶性糖质量分数、叶绿素质量分数和丙二醛质量分数及籽粒产量等指标的影响。【结果】抽穗扬花期轻度亏水处理(T1)在复水后第1天旗叶的脯氨酸质量分数高于CK、叶绿素质量分数低于CK但两者均未达到显著水平,复水后第11天可溶性糖质量分数低于CK且差异显著,丙二醛质量分数高于CK但差异不显著,与CK相比,籽粒产量降低了4.3%,且差异不显著;抽穗扬花期重度亏水的处理(T2处理)在复水后第16天的旗叶脯氨酸质量分数和可溶性糖质量分数均低于CK水平,且差异不显著,与CK相比,穗粒数和籽粒产量分别降低了10.6%和13.6%,差异显著(p<0.05),千粒质量和有效穗数与CK的差异均不显著。【结论】在抽穗扬花期轻度干旱胁迫灌浆期恢复正常供水,可在保证产量不明显降低的前提下有效提高灌溉水利用效率;抽穗扬花期重度干旱胁迫,会对冬小麦叶片主要生理指标产生较大负面影响,进而影响冬小麦籽粒产量的形成。     

不同灌水和光强条件下小粒咖啡叶片光响应及光合生理特征

为探明小粒咖啡水分和光照耦合管理模式, 采用盆栽试验,研究3个灌水水平(W_H:高水;W_M:中水;W_L:低水)和3个光强水平(S₀:不遮阴;S₁:轻度遮阴;S₂:重度遮阴)对小粒咖啡叶片光响应曲线、光合、蒸腾及气孔导度等生理指标的影响.结果表明:遮阴对小粒咖啡叶片的叶绿素及胡萝卜素含量的影响大于灌水,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶绿素总量和叶绿素b分别增大13.53%~260.21%和31.10%~412.91%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量使叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量分别增大13.30%~110.65%,92.11%~148.36%和39.85%~124.30%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量提高最大净光合速率26.61%~185.27%;而重度遮阴时,增大灌水量使最大净光合速率先增大后减少,中水和低水时,与不遮阴相比,增大遮阴强度使最大净光合速率增大10.73%~103.73%;不同灌水和光强条件下咖啡叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度日变化均呈双峰型,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶片日均净光合速率和日均气孔导度分别增大12.36%~57.74%和4.56%~42.66%,而降低日均蒸腾速率;与低水相比,日均气孔导度和净光合速率随着灌水量增大而显著增大;轻度遮阴和高水组合水分利用效率最大,同时光能利用效率和最大净光合速率最大,S₁W_H为小粒咖啡水光高效利用组合.     

萌芽展叶期枣树生理对不同覆盖方式及水分亏缺的响应

试验以5年生萌芽展叶期桶栽梨枣树为试验对象,通过常规灌溉和亏水2个灌水水平与裸地不覆盖、薄膜覆盖和秸秆覆盖3种覆盖方式相结合,研究不同覆盖方式及水分亏缺对枣树生理生长的影响。结果表明,相同覆盖条件下,适宜水分亏缺能够提高叶绿素含量,裸地、薄膜、秸秆覆盖分别提高了1.8%、21.8%和22.2%。;相同覆盖条件下,水分亏缺均使净光合速率、气孔导度和蒸腾速率降低,薄膜覆盖相比较裸地和秸秆覆盖更能提高气孔导度及净光合速率,但秸秆覆盖水分利用效率最大;水分亏缺,丙二醛含量升高,游离脯氨酸累积,薄膜覆盖游离脯氨酸及丙二醛含量较低,覆盖方式及水分亏缺作为单一因子和交互作用对叶绿素含量、水分利用效率、丙二醛含量均产生显著影响。     

Water-use efficiency and physiological responses of maize under partial root-zone irrigation

Alternate partial root-zone irrigation (APRI) is a water-saving irrigation method but also can regulate crop physiological responses. This study investigated how water-use efficiency (WUE) and other physiological responses were regulated at different growth stages when maize plants were applied with APRI and how these responses were recovered to control levels when full irrigation was resumed. A pot experiment was carried out at two fertilization levels and with three irrigation methods at the jointing stage (29-38 days after sowing) or during the jointing and tasselling stages (29-77 days after sowing). The irrigation methods included the conventional irrigation (CI), APRI and fixed PRI (FPRI, watering was fixed to one side). Compared to the CI, APRI at the jointing stage for 10 days or during the jointing and tasselling stages for 49 days reduced water consumption by 10.6-12.9 and 31.7-32.4%, respectively, but did not reduce total dry mass accumulation significantly, thus increased canopy WUE by 10.4-13.6 and 41.2-41.8%, respectively. FPRI reduced the total dry mass significantly even though it also improved canopy WUE. APRI had slight effect on the leaf relative water content (RWC), chlorophyll (Chl), carotenoid (CAR), proline (Pro) and malondialdehyde (MDA) contents and superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities from jointing to tasselling stages but recovery to the levels of CI was rapid after receiving full watering. In comparison, FPRI treatment significantly reduced leaf RWC, Chl and CAR contents and SOD and POD activities and increased the Pro and MAD contents. After receiving full watering, the above-mentioned physiological indexes in FPRI could not recover fully to the levels of CI. High fertilization treatment only increased leaf Chl content significantly and contributed little to the total dry mass accumulation. Our result suggests that APRI can make plants use water and nutrients more efficiently with better drought tolerance.     

灌水周期和保水剂用法对小桐子水分利用的影响

为探明小桐子幼树水分高效利用管理模式,通过盆栽试验,研究了3种灌水周期(5,10,15 d)和3种保水剂用法(环施、半环施、穴施)对小桐子幼树生长和水分利用效率的影响.结果表明:灌水周期相同时,保水剂环施的水分利用效率最大,半环施的次之,穴施的最小;保水剂用法相同时,灌水周期为10 d的水分利用效率最大,5 d的次之,15 d的最小.保水剂环施时,与灌溉周期为5 d和15 d相比,灌溉周期为10 d能明显降低蒸散量,增加根区土壤含水量,同时显著促进植株生长,增加总干物质累积量分别为12.89%和51.83%,同时提高总水分利用效率分别为51.81%和58.28%.因此,在本试验条件下保水剂环施和灌水周期为10 d组合具有促进小桐子幼树生长和提高水分利用的作用.     

水肥与保水剂处理对小桐子生长与水分利用的影响

为了探明保水剂与水肥处理对小桐子幼树生长与水分利用的影响,通过盆栽试验,研究了2种供水模式（重度水分亏缺W1,40%ET;轻度水分亏缺W2,80%ET）、2种施氮水平（N1：0.25g/kg风干土;N2：0.5 g/kg风干土）和2种保水剂水平（S1：0;S2：2 g/kg风干土）对小桐子幼树生长和水分利用率的影响.结果表明：1在N2S2条件下,与W2相比,模式W1的小桐子总干物质质量减少7.2%,而总水分利用率显著增高43.2%;W2S2条件下,与N1相比,水平N2的小桐子总干物质质量和总水分利用率分别显著增加14.4%和10.5%.有利于小桐子幼树生长的保水剂与水肥的最优组合为S2W2N2.2采用施加保水剂处理的小桐子具有显著提高根系、冠层和整株的干物质质量的作用.在水平N2下,与处理S1W2相比,处理S2W1在节水达35.1%情况下,株高增长29.0%、蒸散量减少了45.3%,而根系、冠层和总干物质的质量分别显著增多14.5%,21.8%和20.3%,因此水分利用率显著提高98.6%.     

两种施肥水平下根区局部灌溉对甜玉米水分利用的效应

根区局部灌溉如分根区交替灌溉和部分根干燥灌溉是新的高效节水技术。研究了两种施肥水平条件下根区局部灌溉对甜玉米叶片光合、叶面积、干物质积累和水分利用的影响。结果发现,与常规均匀灌水相比,根区局部灌溉高、低肥处理的蒸腾速率分别降低19．01％和17．50％．光合速率分别提高8．88％和18．34％,叶片水分利用效率分别提高34．69％和43．45％。随着甜玉米生育期的推进．各灌溉处理间的叶面积差异逐渐缩小;单株干物重分别下降15．14％和24．38％,蒸散量(即作物耗水量)分别下降31．28％和29．58％;冠层水分利用效率分别提高23．48％和7．40％。这表明较高肥条件下根区局部灌溉的冠层水分利用效率提高较多,因而根区局部灌溉技术的节水效应要与合理施肥相结合才能发挥更好的作用。     

分根区交替灌溉下水分亏缺对夏玉米生长和水分利用效率的影响

为探讨玉米节水灌溉方式的理论依据,通过桶栽试验研究了分根区交替灌溉(APRI)方式下,不同生育期水分亏缺对夏玉米生长、干物质累积质量、籽粒产量、总耗水量和水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:常规灌溉(CI)方式下,苗期和全生育期水分亏缺的株高、叶面积和总耗水量均显著低于充分灌溉,但苗期水分亏缺可以提高WUE.相同的灌水方式和亏缺时期,中度亏缺的根干物质质量、地上和总干物质质量以及籽粒产量均显著高于重度亏缺;相同的灌水方式和灌水水平,苗期水分亏缺的株高、叶面积、根干物质质量、地上和总干物质质量以及总耗水量均显著的低于灌浆期,但籽粒产量和WUE均显著高于灌浆期;相同的灌水水平和亏缺时期,APRI的根干物质质量和总耗水量均显著低于CI的,但APRI的籽粒产量和水分利用效率均显著高于CI的.本研究结果表明,APRI在苗期进行中度亏缺有利于营养生长的调控,并达到节水高产,提高WUE的目的.     

“科瀚98”保水剂在春小麦—玉米带田上的应用试验研究

以“科瀚 98”高效抗旱保水剂为材料 ,采用沟施方法在干旱缺水的民勤沙漠绿洲区春小麦玉米带田中进行了保水剂应用研究。试验结果表明 ,沟施保水剂时 ,在土壤垂直剖面 2 0～ 4 0 cm处形成阻水层 ,且该层含水率较高 ,但对深层土壤含水率影响不大 ;在灌水量适宜时保水剂沟施对玉米叶面积、根密度、产量等均有正效应。但灌水量较小时施用保水剂效果不显著甚至会造成减产     

不同种植方式和亏缺灌溉对设施黄瓜生理特性及WUE的影响

【目的】揭示滴灌水分亏缺和种植方式对设施黄瓜叶片光合特性、物质积累与水分利用效率的调控效应,筛选适宜的亏缺灌溉栽培模式。【方法】以"津优316"黄瓜为试材,在定植密度相同时,设置了"等行距+70%灌溉量"(T1)、"宽窄行+70%灌溉量"(T2)、"等行距+常规灌溉量"(T3)、"宽窄行+常规灌溉量"(T4)4个处理,定植后第5天开始不同灌溉量处理,分析了定植后6周内黄瓜叶片生理特性、光合作用、水分利用率(WUE)、形态指标和物质积累、以及全生育期黄瓜总产量对滴灌水分亏缺和种植方式的响应规律。【结果】不同种植方式对黄瓜生理特征、光合作用、形态指标、物质积累、水分利用效率的影响均不显著。亏缺灌溉黄瓜植株受到不同程度水分胁迫,可溶性物质量和脱落酸量显著增加;由于气孔限制值(Ls)增加,净光合速率(Pn)降低了10.75%,蒸腾速率(Tr)降低了15.03%,物质积累减少了15.46%,总产量降低了12.60%,但水分利用效率提高了20.97%。不同处理中,T4处理产量最高,作物水分利用效率(WUEET)最低,与T4处理相比,T1处理的黄瓜植株受到一定程度的水分胁迫,Pn显著降低了13.68%,干物质积累显著降低了9.41%,黄瓜总产量降低了9.30%,但WUEET提高了23.96%;T2处理黄瓜叶片过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)量、可溶性蛋白量、脱落酸(ABA)量显著增加,植株受到水分胁迫,Pn显著降低了10.52%,干物质积累显著降低了23.55%,总产量显著降低了12.37%,但WUEET显著提高了23.96%;T3处理黄瓜植株未受到水分胁迫,Pn、干物质积累、总产量、WUEET差异不显著。【结论】亏缺灌溉黄瓜虽然产量降低,但由于耗水量的大幅降低,水分利用效率显著提高。T1处理虽然总产量降低了9.30%,但提高黄瓜水分利用率23.96%,是适宜的滴灌水分亏缺模式。